【簡(jiǎn)介：】這個(gè)問(wèn)題牽扯到無(wú)人機(jī)，尤其是旋翼無(wú)人機(jī)的總體和氣動(dòng)設(shè)計(jì)方面的，老鷹航空從下面三個(gè)方面來(lái)回答一下吧：
1、旋翼的升力特性；
旋翼產(chǎn)生升力的機(jī)理其實(shí)和固定翼機(jī)翼類(lèi)似，都是依靠上
這個(gè)問(wèn)題牽扯到無(wú)人機(jī)，尤其是旋翼無(wú)人機(jī)的總體和氣動(dòng)設(shè)計(jì)方面的，老鷹航空從下面三個(gè)方面來(lái)回答一下吧：
1、旋翼的升力特性；
旋翼產(chǎn)生升力的機(jī)理其實(shí)和固定翼機(jī)翼類(lèi)似，都是依靠上下氣流速度差而產(chǎn)生壓力差，這里就不多說(shuō)了。不過(guò)在這需要引入一下旋翼的工程化升力公式
T=CTρN2D^4,
其中，T是拉力；CT是旋翼拉力系數(shù)，這個(gè)參數(shù)主要由槳葉的幾何外形、扭轉(zhuǎn)角分布、前進(jìn)比等參數(shù)綜合控制；ρ是當(dāng)?shù)乜諝饷芏?；N是槳葉轉(zhuǎn)速；D是槳葉直徑。
從這個(gè)公式就可以看出，旋翼直徑越大，同等情況下就可以產(chǎn)生更大的升力，從而帶動(dòng)更重的機(jī)身。換句話(huà)說(shuō)，旋翼類(lèi)無(wú)人機(jī)如果要大型化，那么旋翼直徑就必須進(jìn)一步加大；而不是采用數(shù)量更多的小旋翼。
2、旋翼機(jī)的操穩(wěn)特性；
這里咱就來(lái)談一下普通的直升機(jī)，也就是單旋翼+尾槳形式，和多旋翼無(wú)人機(jī)之間的操穩(wěn)性區(qū)別。
多旋翼之間的操穩(wěn)特性最為簡(jiǎn)單，由多旋翼本身的拉力差來(lái)進(jìn)行力和力矩平衡，這樣背景之下的飛控系統(tǒng)就能夠以更加簡(jiǎn)單和低成本的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。通俗的說(shuō)，就是控制變量比較少，比較容易編程和解算。市場(chǎng)上已經(jīng)擁有很多模塊化的飛控產(chǎn)品了，比如APM、Pixhawk、Naza等等，價(jià)格從幾百到幾千不等。
而單旋翼這樣的布局，旋翼本身比較容易受到各種擾動(dòng)的干擾，情況比較復(fù)雜，因此自主控制的難度就比較大，通俗的比方就是，多旋翼的控制變量可能只有幾十個(gè)，而單旋翼的直升機(jī)控制變量就可能要達(dá)到幾千個(gè)了。
說(shuō)道這里， 結(jié)合第一點(diǎn)就可以下一個(gè)結(jié)論了，因?yàn)槎嘈斫Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操穩(wěn)實(shí)現(xiàn)也容易，但是載荷能力較差，因此多旋翼在消費(fèi)級(jí)和工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)市場(chǎng)如魚(yú)得水，逐漸發(fā)展成為主流形式；但是在要求更高的使用環(huán)境中，比如軍用，特別是海軍艦載型號(hào)中，多旋翼就沒(méi)有一席之地，相反單旋翼無(wú)人直升機(jī)才是最為主流的，最經(jīng)典型號(hào)就是美國(guó)的“火力偵察兵”無(wú)人直升機(jī)，起飛重量都達(dá)到1.1噸，升限達(dá)到6000米，航速達(dá)到240km/h。
3、油動(dòng)與電動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)；
在此再談一下油動(dòng)和電動(dòng)的區(qū)別，雖然電動(dòng)機(jī)模式在消費(fèi)級(jí)和工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)領(lǐng)域比較火熱，成為主流形式，其原因還是因?yàn)檫@種動(dòng)力方式使用的比較簡(jiǎn)單，即插即用很方便。但是缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的，那就是電池能量密度很低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如燃油。因此，但凡是采用電動(dòng)的多旋翼無(wú)人機(jī)，很難飛的很長(zhǎng)時(shí)間，大體上1個(gè)小時(shí)已經(jīng)是極限了。
現(xiàn)在也有一些新興技術(shù)開(kāi)始進(jìn)行了試驗(yàn)，比如燃料電池，太陽(yáng)能電池等等，但是距離實(shí)用化還是有一定的距離。
所以，燃油動(dòng)力+單旋翼無(wú)人機(jī)，相比于多旋翼無(wú)人機(jī)而言，就具有大載重、大航程、大航時(shí)的優(yōu)勢(shì)，成為特殊領(lǐng)域中的主流旋翼無(wú)人機(jī)形式。
——問(wèn)題就回答到這里了——
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